Android实习生 —— 异步处理之Handler

作者: 博儿丶 | 来源:发表于2017-04-02 19:22 被阅读175次

前言
  ActivityThread
    1、简介特点
    2、主要责任
    3、特别规定（必须遵循）
    4、知识扩展
一、Handler简述
    Handler是什么
    两个作用
    常用方法
二、Handler实现原理
    1、相关概念
    2、为什么要用handler机制更新UI
    3、handler实现流程
三、Handler实例（Demo）
    1、安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行；
    2、安排一个动作在其他的线程中执行。（其他线程通过Handler机制UI线程中Button的内容）
    3、HandlerThread 总结使用
      （1）引言
      （2）常规用法
      （3）小实例
【附录】
Demo

前言

在学习Handler之前，我们要先了解一下ActivityThread（主线程或UI线程）。

1、简介特点

管理应用进程的主线程的执行(相当于普通Java程序的main入口函数)，并根据AMS的要求负责调度和执行activities、broadcasts和其它操作。
默认情况下，一个应用程序内的各个组件(如Activity、BroadcastReceiver、Service)都会在同一个进程(Process)里执行，且由此进程的【主线程】负责执行。 如果有特别指定(通过android:process)，也可以让特定组件在不同的进程中运行。

2、主要责任

责任1: 快速处理UI事件
只有它才处理UI事件，其它线程还不能存取UI画面上的对象(如TextView等)，所以，主线程也叫做UI线程。
责任2: 快速处理Broadcast消息
在BroadcastReceiver的onReceive()函数中，不宜占用太长的时间，否则导致【主线程】无法处理其它的Broadcast消息或UI事件。

3、特别规定（必须遵循）

规定1：不可以在UI线程做耗时操作
Android要求UI线程能根据用户的要求做出快速响应，如果UI事件让用户等待时间超过5秒而未处理，或者在广播接收者操作占用时间超过10秒， Android系统就会给用户显示ANR（Application is not responding）提示信息。

//产生耗时操作
bt1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                try {
                    // 让UI线程睡上20s
                    Thread.sleep(20000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

ANR

规定2：不可以子线程中更新UI
Android要求在创建了ViewRootImpl之后不可在非UI线程中更新UI。
举例：

        bt1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                new Thread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        bt1.setText("子线程操作UI");
                    }
                }).start();
            }
        });

异常

Process: com.bb.handlerdemo, PID: 2531
android.view.ViewRootImpl$CalledFromWrongThreadException: Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

4、知识扩展

如果我们把子线程操作UI的代码这样写，反而没有报异常

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        bt1= (Button) findViewById(R.id.bt1);
//        bt1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
//            @Override
//            public void onClick(View view) {
//                new Thread(new Runnable() {
//                    @Override
//                    public void run() {
//                        bt1.setText("子线程操作UI");
//                    }
//                }).start();
//            }
//        });
        
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {

                bt1.setText("子线程操作UI1");
            }
        }).start();
        
    }

解释：在onCreate方法中创建的子线程访问UI是一种极端的情况。
ViewRootImpl的创建是在onResume方法回调之后，而我们是在onCreate方法中创建了子线程并访问UI，在那个时刻，ViewRootImpl是没有创建的，无法通过checkThread方法检查当前线程，所以程序没有崩溃一样能跑起来。
如果我们在线程里睡眠1秒钟，程序就崩了。很明显1秒后ViewRootImpl已经创建了。

一、Handler简述

Handler是什么

若把一些类似于下载的功能（既耗时且不一定有结果）写在Activity(主线程)里，会违背“前言中写到特别规定”从而导致Activity线程阻塞，产生ANR提示。因此，需要把这些耗时的操作放在单独的子线程中。这就是Handler的使命，Handler提供异步处理的功能，接受子线程发送的数据，并用此数据配合主线程更新UI。

【android在设计的时候就封装了一套消息创建、传递、处理的Handler机制。如果不遵循就不能更新UI信息，就会报出异常。】
两个作用

(1)安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行；
(2)安排一个动作在不同的线程中执行。
常用方法

//post类方法允许你排列一个Runnable对象到主线程队列中
post(Runnable)//将Runnable直接添加入队列
postAtTime(Runnable，long)//延迟一定时间后，将Runnable添加入队列
postDelayed(Runnable long)//定时将Runnable添加入队列

  //sendMessage类方法， 允许你安排一个带数据的Message对象到队列中，等待更新。
sendEmptyMessage(int what)//向队列添加直接添加消息, 与sendMessage相比一个传
//Message类型的msg，一个传int类型的what，传what的，最终会转为msg。
sendMessage(Message)//向队列添加直接添加消息
sendMessageAtTime(Message，long)//定时将消息发送到消息队列
sendMessageDelayed(Message，long)//延迟一定时间后，将消息发送到消息队列

二、Handler实现原理

1、相关概念

Message
消息，理解为线程间通讯的数据单元。例如后台线程在处理数据完毕后需要更新UI，则可发送一条包含更新信息的Message给UI线程。
Message Queue
消息队列，由Looper管理，用来存放通过Handler发布的消息，按照先进先出执行。
Handler
Handler是Message的主要处理者，它把消息发送给Looper管理的MessageQueue，并负责处理Looper分发给他的消息。
每个Handler实例，都会绑定到创建他的线程中(一般是位于主线程)。
Looper
循环器，每个线程只有一个Looper，他负责管理MessageQueue，会不断的从MessageQueue取出消息，分发给对象的handler。

为了保证当前线程有Looper对象，可以有两种情况处理。

（1）主ui线程启动，系统就初始化了一个Looper对象，只要在程序中直接创建handler，它就会和Looper自动绑定，然后用handler发送和处理消息。
（2）我们自己创建的线程要自己手动创建一个Looper对象了，因为除主线程外，Android中的线程默认是没有开启Looper的。创建Looper对象调用它的prepare()方法是为了保证每个线程最多一个Looper对象。然后用Looper.loop()启动它。此时loop()方法就会使用一个死循环不断地取出MessageQueue()中的消息，并将消息分给所对应的Handler处理。
【注意】写在Looper.loop()之后的代码不会被执行，这个函数内部应该是一个循环，当调用mHandler.getLooper().quit()后，loop才会中止，其后的代码才能得以运行。
线程
UI thread 通常就是main thread，而Android启动程序时会替它建立一个Message Queue。
总结
** Handler负责发送消息，Loop负责接收到Message Queue容器中**
一个线程里只有一个Looper对象以及一个MessageQueue数据结构。在你的应用程序里，可以定义多个Handler实例

流程

2、为什么要用handler机制更新UI

最根本的目的就是为了解决多线程并发的问题！如果在一个activity中有多个线程去更新UI，并且没有加锁，就会出现界面错乱的问题。但是如果对这些更新UI的操作都加锁处理，又会导致性能下降。
处于对性能的问题考虑，不用再去关系多线程的问题，所有的更新UI的操作，都是在主线程的消息队列中去轮训的。

3、handler实现流程

协作关系

三、Handler实例（Demo）

1、安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行；

public class MainActivity extends Activity {
    //Handler安排 Runnable 在某个主线程中某个地方执行
    Handler handler = new Handler();
    Runnable thread = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("HandlerThread:" + Thread.currentThread().getId());
        }
    };
    private Button start;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        start = (Button) findViewById(R.id.start);
        start.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                handler.post(thread);
            }
        });
        System.out.println("Activity Thread:" + Thread.currentThread().getId());
    }
}

这个程序看上去似乎实现了Handler的异步机制，handler.post(thread)似乎实现了新启线程的作用，不过通过执行我们发现，两个线程的ID相同！也就是说，实际上thread还是原来的主线程，由此可见，handler.post()方法并未真正新建线程，只是在原线程上执行而已，我们并未实现异步机制。我们再看下面这个Demo。

2、安排一个动作在其他的线程中执行。（其他线程通过Handler机制UI线程中Button的内容）

public class MainActivity extends Activity {
    Button button;
    MyHandler myHandler;

    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        button = (Button) findViewById(R.id.start);
        //打印主线程id
        Log.d("ThreadId", "MainThreadId:"+Thread.currentThread().getId()+"");
        
        // 当创建一个新的Handler实例时，它会绑定到当前线程和消息的队列中，开始分发数据
        myHandler = new MyHandler();
        
        //开启子线程
        MyThread m = new MyThread();
        new Thread(m).start();
    }

    /**
     * 接收消息，处理消息 ，此Handler会与当前主线程一块运行
     * */

    class MyHandler extends Handler {
        public MyHandler() {
        }

        public MyHandler(Looper L) {
            super(L);
        }

        // 子类必须重写此方法，接收数据
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            Log.d("MyHandler", "handleMessage。。。。。。");
            super.handleMessage(msg);
            // 此处可以更新UI
            Bundle b = msg.getData();
            String color = b.getString("color");
            MainActivity.this.button.setText(color);

        }
    }

    class MyThread implements Runnable {
        public void run() {
            try {
                //6秒执行完毕
                Thread.sleep(6000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            Log.d("ThreadId","MainThreadId:"+Thread.currentThread().getId()+"");
            Message msg = new Message();
            Bundle b = new Bundle();// 存放数据
            b.putString("color","我的名字");
            msg.setData(b);
            MainActivity.this.myHandler.sendMessage(msg); // 向Handler发送消息，更新UI

        }
    }
}

打印不同线程id

通过打印我们可以看到，两个ID是不同的，新的线程启动了！

3、HandlerThread 总结使用

（1）引言：我们为一个非主线程开启一个Handler时候需要这么做

很明显的一点就是，我们要在子线程中调用Looper.prepare() 为一个线程开启一个消息循环，默认情况下Android中新诞生的线程是没有开启消息循环的。（主线程除外，主线程系统会自动为其创建Looper对象，开启消息循环。） Looper对象通过MessageQueue来存放消息和事件。一个线程只能有一个Looper，对应一个MessageQueue。然后通过Looper.loop() 让Looper开始工作，从消息队列里取消息，处理消息。

注意：写在Looper.loop()之后的代码不会被执行，这个函数内部应该是一个循环，当调用mHandler.getLooper().quit()后，loop才会中止，其后的代码才能得以运行。

「其实这一切都可以用HandlerThread类来帮我们做。」

（2）常规用法

创建一个HandlerThread
mThread = new HandlerThread("handler_thread");
启动一个HandlerThread
mThread.start();

（3）小实例

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private HandlerThread myHandlerThread;
    private Handler handler;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //创建一个线程,线程名字：handler-thread
        myHandlerThread = new HandlerThread("handler-thread");
        //开启一个线程
        myHandlerThread.start();
        //在这个线程中创建一个handler对象
        handler = new Handler(myHandlerThread.getLooper()) {
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                super.handleMessage(msg);
                //这个方法是运行在 handler-thread 线程中的 ，可以执行耗时操作
                Log.d("handler ", "消息： " + msg.what + "  线程： " + Thread.currentThread().getName());
            }
        };
        //在主线程给handler发送消息
        handler.sendEmptyMessage(1);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //在子线程给handler发送数据
                handler.sendEmptyMessage(2);
            }
        }).start();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        //释放资源
        myHandlerThread.quit();
    }
}

运行效果：

/com.app D/handler: 消息： 1  线程： handler-thread
/com.app D/handler: 消息： 2  线程： handler-thread

（4）HandlerThread的特点

HandlerThread将loop转到子线程中处理，说白了就是将分担MainLooper的工作量，降低了主线程的压力，使主界面更流畅。
HandlerThread拥有自己的消息队列，它不会干扰或阻塞UI线程。
对于网络IO操作，HandlerThread并不适合，因为它只有一个线程，还得排队一个一个等着。

【附录】

Demo

1、安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行；

2、安排一个动作在其他的线程中执行。（其他线程通过Handler机制UI线程中Button的内容）

3、HandlerThread 总结使用

整理作者：汪博
少壮不努力，老大徒悲伤。
本文为Android学习规划打造，如有不好的地方请多多指教。

Android实习生 —— 异步处理之Handler

目录

前言

一、Handler简述

二、Handler实现原理

1、相关概念

2、为什么要用handler机制更新UI

3、handler实现流程

三、Handler实例（Demo）

1、安排消息或Runnable 在某个主线程中某个地方执行；

2、安排一个动作在其他的线程中执行。（其他线程通过Handler机制UI线程中Button的内容）

3、HandlerThread 总结使用

「其实这一切都可以用HandlerThread类来帮我们做。」

【附录】

Demo

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